英语翻译：

【计】 boundary frequency; critical frequency

分词翻译：

临界的英语翻译：

critical
【医】 crisis

频率的英语翻译：

frequency
【计】 F; frequency
【化】 frequency
【医】 frequency
【经】 frequency

专业解析

在电子工程和物理学领域，"临界频率"（Critical Frequency）指电磁波在垂直入射电离层时，能够穿透该电离层的最低频率。若频率低于此值，电磁波将被反射回地球；若高于此值，则穿透电离层进入太空。该概念对短波无线电通信、雷达系统设计及空间通信至关重要。

一、核心定义与物理机制

1. 电离层反射原理

   电离层由太阳辐射电离的气体分子构成，其电子密度随高度变化。电磁波在电离层中传播时会发生折射，当频率低于临界频率时，折射角逐渐增大直至波束完全折返地面。临界频率的数学表达式为：

   $$ f_c = sqrt{80.8 times N_e} $$

   其中 ( N_e ) 为电离层最大电子密度（单位：m⁻³），公式源于等离子体物理中的等离子体频率理论。

2. 频率依赖特性

   临界频率随电离层状态（昼夜、季节、太阳活动周期）动态变化。例如F2层的临界频率白天通常为5–15 MHz，夜间降至3–8 MHz，直接影响短波通信的可用频段选择。

二、工程应用场景

• 无线电通信：短波广播需实时监测临界频率以调整发射频率，避免信号穿透电离层导致通信中断。国际电信联盟（ITU）建议操作频率为临界频率的85%以实现稳定反射。
• 超视距雷达：利用电离层反射探测地平线外目标，系统工作频率必须低于当地临界频率。
• 卫星通信规避：地球同步卫星上行链路需使用高于临界频率的频段（如C波段），确保信号穿透电离层直达卫星。

三、双语术语对照

中文术语	英文术语
临界频率	Critical Frequency
电离层	Ionosphere
电子密度	Electron Density
等离子体频率	Plasma Frequency
垂直入射	Vertical Incidence

权威参考文献：

1. 《英汉电子工程词汇》（科学出版社, 2019）
2. Davies, K. Ionospheric Radio Propagation. National Bureau of Standards, 1965.
3. ITU-R P.1239建议书《电离层传播预测方法》

网络扩展解释

临界频率是物理学和电子工程等领域中的关键概念，其定义和应用因具体场景而异，以下是不同语境下的详细解释：

1.光电效应中的临界频率（红限频率）

• 定义：指产生光电效应所需入射光的最低频率。当光频率低于该值时，无论光强多大，都无法激发出电子（）。
• 作用：揭示了光的粒子性，是验证光子能量公式（$E = h u$）的重要依据。公式中，只有当光子能量$h u$大于金属逸出功$W$时，才能产生光电子。

2.电离层通信中的临界频率

• 定义：无线电波垂直投射到电离层时，能被反射回来的最高频率。若超过此频率，电波将穿透电离层而非反射回地面（）。
• 原理：与电离层电子密度相关，临界频率$f_c$可通过等离子体频率公式计算： $$ f_c = frac{1}{2pi} sqrt{frac{n_e e}{varepsilon_0 m_e}} $$ 其中$n_e$为电子密度，$e$、$m_e$分别为电子电荷和质量，$varepsilon_0$为真空介电常数。

3.声学与深海声道中的临界频率

• 应用：在深海声波传播研究中，临界频率指会聚区声波发生水平偏移的阈值频率。低于该频率时，声波传播路径受折射和反射效应影响显著（）。

4.其他领域中的延伸含义

• 通信工程：可能指信号传输中插入损耗达到特定阈值（如1dB）时的频率（）。
• 语言学：在语法化研究中，临界频率与语用推理条件相关，影响语言结构的演变（）。

临界频率的核心是某一物理现象发生所需的最小或最大频率阈值。具体数值和意义需结合实验条件（如材料属性、介质电子密度等）分析。若需更专业的计算或应用案例，可参考权威文献（如和）。

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